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德国下一代地面电视广播与LTE/5G融合网测试床现状及展望

供稿人:李远东  供稿时间:2016-6-2   关键字:地面数字电视广播  DVB-T2  LTE  5G  融合网络  IRT  IMB5  单频网  

经典地面数字电视广播网络与LTE移动通信网络及其后续演进/将来的5G(第五代移动通信)网络各有优势,是否能实现二者的优势互补?欧洲广播电视行业目前正大力研究地面电视广播与LTE/5G融合型网络解决方案,并建立大型测试床进行现网试验。这种融合型网络的发展现状如何?发现了哪些主要问题?发展方向如何?

 

为了给DVB-T2(第二代地面数字电视广播技术)在德国的正式商用部署作准备,20148月,IRTInstitutfür Rundfunktechnik,德国广播技术科学研究院)联合巴伐利亚广播公司Bayerischer RundfunkDVB-T2试验网络进行性能测试,以确定能对信号接收质量(面向室内大屏终端及便携式移动终端)与网络容量及传输成本进行平衡的技术配置参数。该网络在获得正式部署后,将成为首个采取HEVC(高效率视频编码)技术的DVB-T2网络

 

20143月开始,IRT开始主导由BRF(巴伐利亚研究基金会)所资助的一个合作研究项目IMB5Integration von Rundfunk und Mobilfunk in LTE/5G,经典电视广播网络与LTE/5G移动通信网络的集成/整合)。其他参与该项目的单位还有巴伐利亚广播公司、Nokia NetworksFraunhofer IISRohde & Schwarz、埃尔兰根大学、BMW(宝马汽车公司)。IMB5项目组分别在慕尼黑与爱尔兰根建设了两张eMBMS(增强型多媒体广播及多播服务,是4G电视广播的关键技术)试验网络,以验证通过采取广播网络拓扑的LTE移动通信/宽带网络传输/分发音视频广播内容的可行性。另外,在慕尼黑,DVB-T2试验网络与4G电视广播eMBMS试验网络使用的是相同的发射台,但发射机的辐射功率不一样。

 

慕尼黑的DVB-T2测试床验证了目前最高效的信源编码技术MPEG-H Part 2 HEVC/H.265在地面数字广播电视现网中应用的可行性,而且,DVB-T2接收机厂商、编码器厂商、复用器厂商及调制器厂商均可在此测试网中进行实际性能测试(然后进行有针对性的产品优化)。在射频RF侧,有多项网络配置参数可选,可用于分析便携式接收与移动接收的实际性能。由于具有城市、郊区与偏远地区等多种地性,慕尼黑东北部就特别适合进行DVB-T2网络覆盖性能验证,其中部署有巴伐利亚广播公司的3DVB-T2发射机。

 

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1  DVB-T2试验网络的覆盖效果测试[1]

(注:由3台发射机组成单频网,中心频率650 MHz64 QAM调制;FEC码率0.6OFDM子载波16K;保护间隔19/128PP2模式)

 

该试验网中,IRT对于DVB-T2信号移动接收性能的测试,是通过测试车在发射台之间的几条高速路上完成的,其中采取了3种不同类型的移动视听终端,并在不同的移动速度下采取了不同的信道调制参数。试验结果表明,DVB-T2信号的移动接收性能非常好。

 

此外,HEVC/H.265编码器、复用器也获得试验测试,以检测整个信号处理流程中所有网元的兼容性及稳定性,并对预期的信号质量及无线频谱资源需求进行评估。这将有助于电视广播商为即将商用部署的DVB-T2网络选择适当的、性价比最高的设备。

 

下一步,DVB-T2试验网将会测试新型统计复用器的性能,并验证接收机的兼容性(需要终端制造商参与)。该DVB-T2测试床将持续运行至商业电视广播商与公共广播商正式推出DVB-T2服务(分别在2016年年中、2017~2019年)。

 

此外,IMB5项目的主要目的在于实现经典电视广播技术与移动通信网络技术的优势互补(笔者注:分别是点到多点、点到点),进而实现两种类型网络的融合——无线广播/移动宽带融合网络架构可面向大众及单个用户同时分发/传送线性及非线性电视节目内容,而且网络配置不繁琐。

 

由此,IRT预计采取开放式标准及全球通用空口的移动智能终端(比如智能手机)将最可能成为具备广播信号接收能力的大众终端。而达到这一目标的关键是:移动智能终端具备eMBMS功能。IMB5项目将主要探索采取现有LTE eMBMS技术建设覆盖全国的地面电视广播网络尚面临哪些挑战性问题,并研究更优化的4G电视广播网络系统架构。

 

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2  IMB5测试床中,4G电视广播eMBMS单频网的频率(蓝色部分)安排(仅作试验用途)[1]

 

IMB5项目最大的亮点在于验证了建设4G电视广播网络SFN(单频网)的可行性——从而,该网络又被称为Large-cell SFNs(大区单频网),在试验网中实际运行于传统的地面电视广播网之内。截至目前的试验结果表明:Large-cell SFNs这种组网模式是可行的,而且信号接收质量取决于用户终端与发射台之间的物理距离。换言之,该IMB5试验床的单频网络覆盖区域内的信号场强,既可能是几个发射台信号的相互叠加增强,也可能是相互叠加减弱。其中的原因在于:实际用于eMBMS信号传输的GI(保护间隔)太小,不能满足测试床中发射台间距的需求。

 

所以,IMB5项目的下一步是对移动通信国际标准组织3GPPeMBMS技术标准提出修改建议(比如要增大保护间隔)。另外,还将重点解决以下问题:公共广播商的需求(如无需用户购置SIM卡即可免费接收4G电视广播信号)、仅接收(receive-only模式、HTHPHigh Tower High Power,以高<发射>塔进行大功率信号辐射)模式等。

 

 

参考文献

 

[1] 李远东. 电视内容无线传输的发展趋势(八):4G电视广播LTE eMBMS无线接入网络 [EB/OL].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9338, 2015-10-26.

 

[2] 李远东. 面向移动视听终端的电视与视频内容分发(三):六大技术解决方案

[EB/OL].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9441, 2015-10-30.

 

[3] 李远东. BBC4G电视广播技术的应用与展望(10):总结

[EB/OL].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9312, 2015-10-26.

 

[4] 李远东. 媒体服务架构的变革方向 [EB/OL].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9338, 2015-04-30.

 

[5] Clemens Kunert. Convergence Test Bed DVB-T2 & LTE Trials At IRT in Germany.

https://www.dvb.org/resources/public/scene/dvb-scene47.pdf, 2016-03-01.

 

[6] 李远东. 4G电视广播最新发展现状汇总及分析.

http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9901, 2016-02-16.

 


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